Το πείραμα ALICE μελετά το σωματίδιο bottomonium

To πείραμα ALICE

Μερικά εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά την Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν τόσο πυκνό και θερμό που τα συστατικά των πρωτονίων και των νετρονίων, κουάρκ και γλοιόνια, σχημάτιζαν το επονομαζόμενο πλάσμα κουρκ-γλοιονίων. Το πείραμα ALICE στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) μπορεί να δημιουργήσει παρόμοια κατάσταση πλάσματος με τις υψηλής ενέργειας συγκρούσεις βαρέων ιόντων μολύβδου. Το ALICE όπως και άλλα πειράματα, μπορούν μεν να δημιουργήσουν το πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων, δεν μπορούν όμως να παρατηρήσουν απευθείας αυτή την κατάσταση της ύλης. Η παρουσία και οι ιδιότητες του πλάσματος μπορούν να συναχθούν από τις «υπογραφές» των σωματιδίων που παράγονται κατά τη διάρκεια των συγκρούσεων.
Οι ερευνητές του πειράματος ALICE παρουσίασαν την πρώτη μέτρηση μιας τέτοιας υπογραφής – της ελλειπτικής ροής – για τα σωματίδια ύψιλον που παράγονται στις συγκρούσεις δεσμών μολύβδου στον LHC.
Το ύψιλον είναι ένα σωματίδιο bottomonium ( πυθμενόνιουμ; ), που αποτελείται από ένα κουάρκ πυθμένα (μερικοί το ονομάζουν ωραίο) και το αντίκουάρκ του. Tα πυθμενόνια και τα ξαδέρφια τους τα αντίστοιχα σωματίδια charmonium (συνίστανται από ζεύγος γοητευτικών κουάρκ – αντικουάρκ), αποτελούν εξαιρετικές ενδείξεις του πλάσματος κουάρκ-γλοιονίων. Δημιουργούνται στα αρχικά στάδια μιας σύγκρουσης βαρέων ιόντων και επομένως συμμετέχουν σε ολόκληρη την εξέλιξη του πλάσματος, από τη στιγμή που παράγεται μέχρι τη στιγμή που ψύχεται και δίνει τη θέση του σε μια κατάσταση όπου σχηματίζονται αδρόνια.

Μια ένδειξη ότι σχηματίζεται πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων είναι η συλλογική κίνηση (ή ροή) των παραγόμενων σωματιδίων. Αυτή η ροή παράγεται από την διαστολή του θερμού πλάσματος μετά τη σύγκρουση και το μέγεθός της εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως: τον τύπο των σωματιδίων και τη μάζα, το πόσο κεντρική είναι η σύγκρουση, και τις συνιστώσες των ορμών των σωματιδίων στην κάθετη διεύθυνση των αρχικών δεσμών. Ένας τύπος ροής, που ονομάζεται ελλειπτική ροή, προκύπτει από το αρχικό ελλειπτικό σχήμα των μη κεντρικών συγκρούσεων.
Στη νέα τους ανακοίνωση, οι ερευνητές του πειράματος ALICE προσδιόρισαν την ελλειπτική ροή των σωματιδίων ύψιλον παρατηρώντας τα ζεύγη μιονίων (τα βαρύτερα ξαδέλφια του ηλεκτρονίου) στα οποία διασπώνται. Βρήκαν ότι το μέγεθος της αυξανόμενης ελλειπτικής ροής για μια σειρά ορμών και «κεντρικότητας» κρούσεων είναι μικρό, κάτι που κάνει τα σωματίδια ύψιλον να είναι τα πρώτα αδρόνια που φαίνεται να μην παρουσιάζουν σημαντική ελλειπτική ροή.
Τα αποτελέσματα συμφωνούν με την πρόβλεψη ότι τα ύψιλον διαχωρίζονται σε μεγάλο βαθμό στα συστατικά τους κουάρκ στα αρχικά στάδια της αλληλεπίδρασής τους με το πλάσμα και ανοίγουν το δρόμο για μετρήσεις υψηλότερης ακρίβειας χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από τον αναβαθμισμένο ανιχνευτή του ALICE, που είναι ικανός να καταγράψει δέκα φορές περισσότερα ύψιλον. Αυτά τα δεδομένα θα πρέπει να διερευνηθούν επίσης και για την περίεργη περίπτωση της ροής των σωματιδίων J/ψ. Αυτό το ελαφρύτερο σωματίδιο charmonium έχει μεγαλύτερη ροή και πιστεύεται ότι επανα-σχηματίζεται μετά την διάσπασή του από το πλάσμα.

πηγή: https://home.cern/news/news/physics/bottomonium-particles-dont-go-flow

physicsgg.me